TWM444325U

TWM444325U - 自行車之踏板及其心軸組結構

Info

Publication number: TWM444325U
Application number: TW101211303U
Authority: TW
Inventors: W Thomas
Original assignee: Ritchey Designs Inc
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-01-01

Description

自行車之踏板及其心軸組結構

本創作係有關於一種自行車踏板結構，尤指一種具有一體形成之側向貫設之軸孔，以提供心軸組件組設其內，並可降低加工及組設精度要求，且可快速組裝者。

自行車之踏板為騎乘者以腳部直接接觸，並施予傳動力之部位，其主要係利用一心軸與曲柄相接設，進而以踩踏旋轉該曲柄而傳動位於五通部位之齒盤及鍊條者。

而市面上常見之自行車踏板，大致可分為「一般型」及「專業型」，其中「一般型」之腳踏係指騎乘者不須穿戴專業用卡鞋，而能直接踩踏其上進行騎乘；「專業型」則其踏版上添設有卡制裝置，騎乘者必需穿上可與其相互卡制之卡鞋，於卡接後才能進行踩踏騎乘者；而「專業型」之腳踏主要為使騎乘者之腳部之適當部位與踏板卡制固接定位，使其進行踩踏時，除了使腳部施力點及姿勢正確外，於帶動曲柄朝上旋轉之動作時，可較輕易朝上移動，而具有省力之效果。

進一步分析，自行車之腳踏結構組件，主要包含有：腳踏本體、心軸、軸承元件、踏釘等構件所組成；以專業級之踏板者，則添設有卡制結構；各元件之相對位置及空間型態，會因腳踏本體之結構及軸孔設計不同，於組裝上及加工精度要求會有所差異；尤其要裝設軸承之相關構件，其接設部位所需的配合精度要求相對較高，才可使心軸之旋轉能順暢且不受到影響。

針對自行車腳踏本體之結構，又可分為「兩片式」及「一體式」，其中「兩片式」係指腳踏本體以上下或左右兩構件結合，且共同形成可供軸桿組件組設其內之一軸孔；此類結構如國內第099204809號新型專利所揭露之「夾心式踏板」，其包含有二呈對稱狀之上、下踏板座與一軸心組，該上、下踏板座與軸心組係以夾心式組成一踏板結構，其中：該上、下踏板座，係呈對稱形狀且其對接面為具有一中心夾槽之夾持平面，中心夾槽兩端設為較大徑之套接端，套接端內具有凹緣邊，又該上、下踏板座之兩側邊處設有複數個相對位之鎖接孔；該軸心組，包括一軸心以及一可在該軸心上自由轉動的軸心套筒，其中該軸心一端係伸出於軸心套筒外，而該軸心套筒係恰夾置於上、下踏板座之中心夾槽中，於兩端口處形成有與中心夾槽兩套接端對應之凸接部，凸接部上設有可對應中心夾槽套接端凹緣邊之凸緣邊。

按，屬「一體式」之腳踏本體結構，係指以一體成型方式形成整個本體，且同時形成該軸孔；此類結構如國內第091204795號新型專利所揭露之「腳踏心軸之結構改良」，其構成包括：一踏板心軸結構，其係可透過適當型態之軸承及相關墊圈、防塵套等構件與踏板本體中心部相互穿伸套合，以組成一踏板結構，且利用心軸一端具外螺紋之鎖設部設計，可與曲柄一端相互鎖固，再透過鎖設部內側延伸之多角狀掣轉部，以利使用者安裝鎖緊與拆卸放鬆時之掣轉旋動者；其特徵在於：上述心軸之掣轉部內側係直接形成有一較大徑之軸承套部，以供軸承套接，再依序延伸一漸縮狀之斜錐桿部及一供軸承套接之另端較小徑軸承套部者。

上述所揭結構中，前者屬於「兩片式」且為「一般型」之腳踏結構，後者則為「一體式」且為「專業型」之腳踏結構；針對後者「一體式」之踏板本體結構，其圖式揭露有一體方式形成之本體及組裝心軸之軸孔，該軸恐呈封壁式且具有相當深度，於組裝軸承於軸孔內時，則需預先將軸承組設於軸桿上，再將各該軸承及軸桿由軸孔開口處推移至軸孔另側之最底部位，此一組設結構，於組設時需注意各該軸承間之間距、各該軸承於軸孔內之相對位置是否精準、以及軸承之外徑框及內徑框是否呈歪斜狀態，以避免組設進入軸孔時卡住。

惟，此結構於軸孔底部設置軸承元件，於進行軸孔加工時需特別提高該部位之精度要求，以使能與軸承可緊配合又不會影響軸承旋轉順暢度；另一方面，於具相當深度之孔進行鑽孔加工，因切削旋轉刀具容易於末端產生偏擺，故要在軸孔底部達到高精度之要求難度及技術相當高，成本也相對較高；組設軸承時，要將其由軸孔開放端推組至底端，因具有相當距離會因與軸孔壁緣磨擦產生偏移，容易卡住於軸孔內，造成組裝不易且不良率提高，嚴重時會損壞軸孔內徑壁，以致整個本體必須報廢；此外，當位於軸孔底部之軸承有損壞需維修更換時，則必須將所有設於軸孔內之相關構件全部拆出，再利用特製之夾具或治具將位於深孔內之軸承取出，此一動作往往已將本體之內孔壁損傷，影響到維修組裝後之精準度，裝回去的軸承於軸孔內恐怕已無法緊配定位，造成旋轉順暢度降低。

有鑑於此，本創作所揭露自行車之踏板及其心軸組結構，其包含有：一踏板本體，其側向預設部位穿設封閉狀之一軸孔，於該踏板本體上方預設部位穿設可與該軸孔相連通之一空間，且該軸孔外側緣面朝外伸設有中空階狀之一鎖設部；至少一第一旋動件，係容設定位於該空間內；一上蓋組，係設於該空間上方將其封閉；一軸桿組件，其具有穿設於該軸孔內之一軸桿，其穿設端係穿設於該第一旋動件並可於其內作旋轉作動；一鎖固件，穿設於該軸桿上並鎖固定位於該鎖設部，係使該軸桿可有效定位於該軸孔且可於其內順暢旋轉作動；藉由上述構件，於本體一側穿設一軸孔，利用另側於軸孔底部之垂直向開設連通之一空間，以提供軸承組設其中，配合上蓋組有效密封該空間之設計，以解決組設時軸承卡住或產生損壞之情形，達到組設快速且精準、方便維修及更換之功效，同時可降低位於軸孔最深部位之精度要求，提高加工品質，減少不良率產生及製造成本，故整體結構可達便利實用性者。

本創作之主要目的即在提供一種自行車之踏板及其心軸組結構，係於本體一側穿設一軸孔，配合另側於軸孔底部之垂直向開設連通之一空間，以提供軸承組設其中，以解決組設時軸承卡住或產生損壞之情形，達到組設快速且精準之功效。

本創作之次一目的即在提供一種自行車之踏板及其心軸組結構，係於本體一體形成局部開放狀之一空間，配合上蓋組組設將該空間完整密封，不需任何夾具或治具，即能將於軸孔底部之軸承可方便維修及更換之功能。

本創作之再一目的即在提供一種自行車之踏板及其心軸組結構，利用於軸孔底部以開放結合上蓋組予以封閉之結構設計，可降低位於軸孔最深部位之精度要求，提高加工品質，減少不良率產生及製造成本。

本創作之更一目的即在提供一種自行車之踏板及其心軸組結構，因位於底部軸承損壞時，可輕易將其取出進行更換，不會損傷到軸孔內徑緣而造成整組本體更換，可延長本體使用壽命，並降低維修成本。

首先請參照第一~五圖，本創作所提供之一種自行車之踏板及其心軸組結構，為應用於「專業型」之踏板結構，其主要包含有：一踏板本體(10)，以及設於該踏板本體(10)上之一第一旋動件(20)、一上蓋組(30)、一軸桿(40)、以及一鎖固件 (50)。

該踏板本體(10)，係呈座體狀，其側向預設部位穿設封閉狀之一軸孔(11)；於該踏板本體(10)上方預設部位穿設可與該軸孔(11)相連通之一空間(12)；該軸孔(11)外側緣面朝外伸設有中空階狀之一鎖設部(13)；該鎖設部(13)外徑預設部位設有槽孔狀之一第一卡制(131)。

該第一旋動件(20)，可為滾珠軸承之應用，係容設定位於該空間(12)內。

該上蓋組(30)，係橫跨設於該踏板本體(10)上方，並將該空間(12)外露於該踏本本體之開放部位予以封閉；於該上蓋組(30)相對該第一卡制(131)部位係設有可相互卡設配合之一第二卡制(31)；該上蓋組(30)對應該空間(12)之部位形成有凸緣狀之一卡緣(32)，係可有效抵接該第一旋動件(20)外徑緣使其固設定位；該卡緣(32)具有半圓槽狀緣壁之一弧面(321)，其上預設部位設有凸階狀之一抵接部(322)，以與該第一旋動件(20)之外徑框緣部位相抵貼；該上蓋組(30)於該空間(12)相對預設位置具有二螺接部(33)；二固接件(34)，係由該踏板本體(10)下方穿設至該空間(12)內，其穿設端係固設於該螺接部(33)。

該軸桿組件(40)，其具有穿設於該軸孔(11)內之一軸桿(41)，其穿設端係穿設於該第一旋動件(20)並可於其內作旋轉作動；該軸桿(40)由該第一旋動件(20)之一側穿設，而局部外露於另側係設有一卡扣件(42)，並使其側面有效抵接於該第一旋動件(20)之內徑框緣予以固定；二第二旋動件(43)(44)，分別為可為自潤軸承及滾針軸承之應用，係設於各該軸桿(40)及軸孔(11)內緣壁間，以提供該軸桿(41)於該軸孔(11)內可順暢旋轉之動作。

該鎖固件(50)，穿設於該軸桿(41)上並以螺設方式鎖固定位於該鎖設部(13)，係使該軸桿(41)可有效定位於該軸孔(11)且可於其內順暢旋轉作動；該鎖固件(50)同時將各該第一、第二卡制(131)(31)螺鎖定位；一墊圈元件(51)，係設於各該鎖固件(50)內緣壁、鎖設部(13)端緣面、及軸桿(41)之間，以防止水份進入該軸孔(11)內。

藉由上述構件，於該踏板本體(10)一側穿設一軸孔(11)，利用另側於該軸孔(11)底部之垂直向開設連通之一空間(12)，以提供該第一旋動件(20)組設其中，配合該上蓋組(30)有效密封該空間(12)之設計，以解決組設時該第一旋動件(20)卡住或產生損壞之情形，達到組設快速且精準、方便維修及更換之功效，同時可降低位於該軸孔(11)最深部位之精度要求及製造成本，提高加工品質，減少不良率產生，故整體結構可達便利實用性者。

為供進一步瞭解本創作構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本創作使用方式加以敘述如下：本創作之組設，請參照第五圖，首先將該踏板本體(10)以一體成型方式形成有各該軸孔(11)、空間(12)、鎖設部(13)、及第一卡制(131)，其中該空間(12)係由該踏板本體(10) 之上方部位鑽設至該軸孔(11)，並與該軸孔(11)相連通；該空間(12)內緣壁與該第一旋動件(20)相接設之部位需較高之精度要求，而該空間(12)其開放部位可提供切削刀具進入以方便進行精度加工。

於組設時，係先將該第一旋動件(20)組設定位於該空間(12)內；將該墊圈元件(51)組設於該鎖固件(50)內，再將該鎖固件(50)套設於該軸桿(41)上；接著將各該第二旋動件(43)(44)分別固設定位於該軸桿(41)之外徑緣預設部位；然後將組設好之各該軸桿(41)、鎖固件(50)、墊圈元件(51)、及第二旋動件(43)(44)，穿設至該軸孔(11)內，並使該軸桿(41)之穿設端設於該第一旋動件(20)之內徑並使其穿設端外露於該第一旋動件(20)之另側，再以該卡扣件(42)扣制於該軸桿(41)穿設端以固設定位；把該上蓋組(30)組設於該踏板本體(10)上方，使其一側封閉該空間(13)，另側該第二卡制(31)則卡設於該第一卡制(131)，並以各該固接件(34)由該踏板本體(10)下方穿設進入該空間(13)而螺設固定於該上蓋組(30)，此時該上蓋組(30)迫緊於該踏板本體(10)，且該弧面(321)完整抵接於該第一旋動件(20)之外徑緣，該抵接部(322)則有效抵接於該第一旋動件(20)之外徑框側緣面；最後將該鎖固件(50)鎖設迫緊於該鎖設部(13)，同時使各該第一、第二卡制(131)(31)則有效穩固定位於該鎖固件(50)內，即完成組設。

本創作於進行該第一旋動件(20)之維修或更換作業時，首先旋開該鎖固件(50)使其脫離該鎖設部(13)；再將各該固接件 (34)旋鬆解除與該上蓋組(30)之固接狀態，再卸除該上蓋組(30)使該第一、第二卡制(131)(31)相互分離；然後退出該軸桿(41)一預設距離以脫離該第二旋動件(20)；接著即可立即將該第一旋動件(20)輕易取出，將其更換或進行維修。

本創作利用該踏板本體(10)一體形成相互呈垂直狀態且相連通之各該軸孔(11)及空間(12)，並使該空間(12)設於該軸孔(11)穿設之末端，即該第一旋動件(20)組設之部位；該空間(12)以連通至該踏板本體(10)外部之開放型態結構設計，主要為提供該第一旋動件(20)可由該踏板本體(10)較靠近外部之位置組設至該軸孔(11)內，且該空間(12)可依需求設定大小。

此技術特徵，可使該第一旋動件(20)於組設作業時，無需使用任何特製之夾具或治具即可輕易完成，而具有達到組設快速且精準之功效；另一方面，於進行組設該第一旋動件(20)之動作不會磨損到該軸孔(11)之內緣壁，且本創作亦同時解決習知組設時，軸承於軸孔內卡住，以致軸承產生損壞之情形；故本創作可避免組設時該第一旋動件(20)產生損壞之情形，係不良率得以有效降低。

本創作該第一旋動件(20)於拆除維修作業，不需使用任何特製之夾具或治具即可輕易完成，且其拆卸之動作不會損害磨耗到該軸孔(11)之內緣壁，因此解決習知會因拆除軸承造成軸孔內徑精度降低之問題，亦避免整組踏板本體因軸孔受損嚴重而須整個替換報廢之情形，故本創作具有可延長該踏板本體(10)使用壽命之功效，且降低維修成本。

同時，本創作於該踏板本體(10)製造加工時，對於該第一旋動件(20)組接之部位精度需求較低，且可由開放狀之該空間(12)進行精度加工，相較習知需於封閉狀之軸孔深處進行內徑緣之精度加工，本創作各該軸孔(11)及空間(12)之設計，其加工較為簡易，製造成本較低，進而可提高加工品質並減少不良率的產生；故整體結構極具組裝便利及成本效益者。

值得一提，本創作各該第一、第二卡制部(131)(31)之設計，係利用缺口狀之該第一卡制(131)，供凸緣狀之該第二卡制(31)嵌設其中，再進一步藉由該鎖固件(50)以螺鎖方式將各該第一、第二卡制(131)(31)同時螺設鎖固定位；此一結構設計，主要為使該上蓋組(30)除一側利用各該固接件(34)固定，另側則以該鎖固件(50)同步定位各該軸桿(41)及第一、第二卡制(131)(31)，可減少該固接件(34)及該上蓋組(30)設置螺孔之應用，降低材料成本；另一方面，凹槽狀之該第一卡制(131)係提供該鎖設部(13)可朝內縮之彈性空間，使各該第一、第二卡制(131)(31)相互配合之精度要求也可降低。

本創作該卡緣(32)之設計，係具有與該第一旋動件(20)外徑緣與內徑框側緣分別相抵接之各該弧面(321)及抵接部(322)，於該上蓋組(30)配合各該固接件(34)接設封閉該空間(12)後，各該弧面(321)、抵接部(322)、與該空間(12)之底緣即共同形成將該第一旋動件(20)緊配定位之部位；此一技術特徵主要為提供一可拆解式之定位結構，相較於習知位於軸孔深部組設軸承之結構，係屬「固定式」之設計，其軸孔無法進行拆除以展現可讓軸承解除之空間，本創作係具有組設及拆除軸承之便利、快速、及簡易等功效。

請參照第六圖至第七圖，係為本創作之另一實施例，為應用於「一般型」之踏板結構，其與前述實施例之差別，在於本實施例之該踏板本體(10)不具有與專業卡鞋扣接之裝置，其同樣由該踏板本體(10)側向穿設該軸孔(11)，並於該踏板本體(10)上方預設部位穿設有可與該軸孔(11)相連通之一空間(12)；此實施例之各該第一、第二旋動件(20)(43)(44)、上蓋組(30)、軸桿組件(40)、及鎖固件(50)等相關構件之結構設計及空間型態，均與前述實施例完全相同，亦可與前述實施例達到相同之預期功效。

請參照第八圖至第十圖，係為本創作之再一實施例，其中該上蓋組(30)係具有呈板狀之一蓋體(301)；一卡緣(32)，係疊設於該蓋體(301)下方並對應該空間(12)部位之凸緣構件，係可有效抵接該第一旋動件(20)外徑緣使其固設定位；該卡緣(32)具有半圓槽狀緣壁之一弧面(321)，其上預設部位設有凸階狀之一抵接部(322)，以與該第一旋動件(20)之外徑框緣部位相抵貼；一埋設件(35)，係埋設於該空間(12)預設部位；至二第一接部(331)，設於該蓋體(301)預設部位並對應該埋設件(35)；二第二接部(332)，設於該卡緣(32)預設部位並對應各該第一接部(331)及埋設件(35)；二固接件(34)，由該第一接部(331)穿設該第二接部(332)，並於穿設端螺接於該埋設件(35)。

本實施例將前述實施例一件式之該上蓋組(30)，分解為二件式之各該蓋體(301)及卡緣(32)；以及將前述一件式之該螺接部(33)，分解為二件式之各該第一、第二接部(331)(332)，並使分別設於各該蓋體(301)及卡緣(32)上；再結合埋設於該踏板本體(10)內之該埋設件(35)作為各該固接件(34)穿設後可鎖設定位用途，以提供另一種實施方式之應用。

本實施例以二件方式主要為使各該卡緣(32)及埋設件(35)可應用金屬材質，以維持構件間所需之鎖固強度，及高配合精度之需求，而其他構件則可利用其他塑性材質或複合材質為其應用，以達到整體輕量化之效果；本實施例之各該第一、第二旋動件(20)(43)(44)、上蓋組(30)、軸桿組件(40)、及鎖固件(50)等相關構件之結構設計及空間型態，均與前述實施例完全相同，亦可與前述實施例達到相同之預期功效。

綜合上述，本創作所揭露之「自行車之踏板及其心軸組結構」，係提供一踏板本體，其一體形成有側向貫設之軸孔，及該空間由該踏板本體上方貫設之該軸孔，各該軸孔及空間相互連通並呈垂直狀，且該空間位於該軸孔之深處部位，配合該上蓋組有效封閉該空間為其主要技術特徵，藉以利於該第一旋動件由該空間進行組設及拆解，且不須使用任何夾、治具，即達到組設快速且精準，降低各該第一旋動部及軸孔內徑緣之損壞，延長使用壽命並降低不良率發生，同時於製造加工時該軸孔之精度要求低，可有效降低製造及維修成本，而獲致一穩固結合及組裝便利性高之自行車踏板及其心軸組結構，俾使整體確具產業實用性及成本效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術原理，若依本創作之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本創作之範圍內，合予陳明。

[本創作]

(10)‧‧‧踏板本體

(11)‧‧‧軸孔

(12)‧‧‧空間

(13)‧‧‧鎖設部

(131)‧‧‧第一卡制

(20)‧‧‧第一旋動件

(30)‧‧‧上蓋組

(301)‧‧‧蓋體

(31)‧‧‧第二卡制

(32)‧‧‧卡緣

(321)‧‧‧弧面

(322)‧‧‧抵接部

(33)‧‧‧螺接部

(331)‧‧‧第一接部

(332)‧‧‧第二接部

(34)‧‧‧固接件

(35)‧‧‧埋設件

(40)‧‧‧軸桿組件

(41)‧‧‧軸桿

(42)‧‧‧卡扣件

(43)(44)‧‧‧第二旋動件

(50)‧‧‧鎖固件

(51)‧‧‧墊圈元件

第一圖為本創作一較佳實施例之立體外觀圖。

第二圖為本創作一較佳實施例之立體分解示意圖。

第三圖為本創作一較佳實施例之組合剖視圖一。

第四圖為本創作一較佳實施例之組合剖視圖二。

第五圖為本創作一較佳實施例之踏板本體剖視圖。

第六圖為本創作另一實施例之立體外觀圖。

第七圖為本創作另一實施例之立體分解示意圖。

第八圖為本創作再一實施例之立體分解示意圖。

第九圖為本創作再一實施例之組合剖視圖一。

第十圖為本創作再一實施例之組合剖視圖二。